Nanotube dalijasi elektronų poromis

Pirmasis uždarų elektronų atskyrimas naudojant anglies nanovamzdelius

Eksperimento sąranka eksperimentų kontekste © Regensburgo universitetas
skaityti garsiai

Pirmą kartą fizikai neatskyrė fotonų vienas nuo kito, bet elektronus, kad jie liktų „įsipainioję“. Anglies nanovamzdeliai tarnavo kaip dalikliai elektronų pluošte. Po šio atskyrimo, kuris dabar paskelbtas žurnale „Physical Review Letters“, buvo žengtas svarbus žingsnis plėtojant kvantinius kompiuterius ir kvantinę komunikaciją.

Pagal kvantinės mechanikos principus, du mikroskopiškai maži objektai gali būti sujungti vienas su kitu sudėtiniu būdu, net jei jie yra erdvėje atskirti. Jei vienas objektas trikdo, tai jis gali būti išmatuojamas kitame. Kadangi abu objektai nesikeičia informacija vieni su kitais, dalelės, atrodo, jau žino vienas kito matavimo procesą prieš jam įeinant. Nepaisant erdvinio atskyrimo, dviejų dalelių matavimų vertės yra griežtai koreliuojamos. Šis EPR efektas, pavadintas fizikų Einšteino, Podolskio ir Roseno vardu, teoriškai galėtų būti naudojamas duomenims perduoti ir šifruoti.

Kvantiniams kompiuteriams reikėjo įsipainiojusių elektronų

Kvantiniams kompiuteriams kurti reikalinga stipresnė sąveika, nei buvo įrodyta tarp fotonų. Tinkamas elektronų įsitvirtinimas kietoje medžiagoje, tačiau tai dar nepakankamai eksperimentiškai įrodyta. Tačiau svarbų žingsnį teisinga linkme jau žengė tarptautinė tyrėjų komanda, įskaitant Regensburgo universiteto tyrinėtojus, kuriems vadovauja profesoriai Christoph Strunk ir Lorenz Herrmann iš Eksperimentinės ir taikomosios fizikos instituto, taip pat mokslininkai iš Prancūzijos ir Ispanijos. Mokslininkams pavyko įrodyti, kad kvantiniai, mechaniškai įsipainioję elektronai gali būti erdvėje atskirti kietosiose medžiagose.

Nanovamzdeliai kaip „pluošto dalikliai“

Mokslininkai savo darbui naudojo anglies nanovamzdelius. Vykdydami savo eksperimentus, tyrėjai leido įsipainiojusiems elektronams - vadinamiems Cooperio poromis - tekėti virš superlaidžio tilto, kol jie pasiekė anglies nanovamzdelį, kuris vėliau buvo elektroninis pluošto skirstytuvo ekvivalentas. Skirtingais atvejais elektronai atsiskyrė ir buvo nukreipti į skirtingus matavimo taškus.

Atskirti elektronai, įsitvirtinimo įrodymas šalia

Tai yra pirmoji kliūtis eksperimentiškai parodyti EPR efektą: potencialiai išsipūtę elektronai buvo erdvėje atskirti. Kita vertus, dar reikia įrodyti, ar šie elektronai iš tikrųjų vis dar yra prijungti. Šiuo metu atliekamas visuotinis šio eksperimentinio įrodymo darbas, kuris parodytų puikų kvantinės fizikos proveržį. Regensburgo fizikų grupei lenktynėse sekasi labai gerai. displėjus

Kvantiniai kompiuteriai vis dar yra hipotetiniai kompiuteriai, tačiau jie galėtų atlikti sudėtingas aritmetines operacijas per įprastą kompiuterį. Naujausi tarptautinių tyrimų grupės rezultatai taip pat siūlo platų kvantinio mechaninio poveikio kietojo kūno sistemose analizės perspektyvas.

(Regensburgo universitetas, 2010 2 12 - NPO)